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UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL
LA LOGISTIQUE DES TERMINAUX PORTUAIRES DE CONTENEURSMÉMOIRE
PRÉSENTÉ
COMME EXIGENCE PARTIELLE
DELA MAÎTRISE EN ADMINISTRATION DES AFF AIRES
MBA RECHERCHE
OPTION MANAGEMENT ET TECHNOLOGIE
PARJULIEN DUBREUIL
FÉVRIER
2007UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL
Service des
bibliothèques ·A vertissenient
La diffusion de ce mémoire se fait dans leq respect des droits de son auteur, qui a signé le formulaire Autorisation de reproduire et de diffuser un travail de recherche de cycles supérieurs (SDU-522-Rév.01-2006). Cette autorisation stipule que "conformémentà l'article11 du Règlement no 8 des études de cycles supérieurs, [l'auteur] concède à
l'Université du Québec à Montréal une licence non exclusive d'utilisation et de. publication oe la totalité ou d'une partie importante de [son] travail de recherche pour des fins pédagogiques et non commerciales. Plus précisément, [l'auteur] autorisel'Université du Québec à Montréal à reproduire, diffuser, prêter, distribuer ou vendre des .
copies de. [son] travail de recherche à des fins non commerciales sur quelque support que ce soit, y compris l'Internet. Cette licence et cette autorisation n'entraînent pas une renonciation de [la] part [de l'auteur] à [ses] droits moraux ni à [ses] droits de propriété intellectuelle. Sauf entente contraire, [l'auteur] conserve la liberté de diffuser et de commercialiser ou non ce travail dont [il] possède un exemplaire.» 11REMERCIEMENTS
Tout d'abord, j'aimerais remercier sincèrement mon directeur de recherche, M. TeodorGabriel
Crainic. C'est grâce à ses conseils précieux, à ses critiques constructives et à sa passion pour l'univers du transport que ce mémoire a pu prendre forme. Ensuite, je tiens à remercier sincèrement ma famille pour le soutien qu'ils m'ont apporté durant mes études et durant la rédaction de ce mémoire.Je tiens
à exprimer ma reconnaissance au Centre de recherche sur les transpotts et à la Chaire de recherche elu CRSNG en management logistique pour les ressources qu'ils ont mis à ma disposition tout au long de mes études de maîtrise. Dans le cadre de cette recherche, j'ai eu la chance de rencontrer plusieurs intervenants du domaine du transp01t maritime. Je tiens à remercier chacun de ces intervenants : Mme Madeleine Faquin, Présidente Logistec Corporation ; M. Roger Carré, Directeur général Tem1ont Montréal ; M. Calvin Whidden Vice-présidentCeres corporation ; M. Kevin
Doherty, Vice-président
Terminaux Montréal Gateways ; M. Meguerditch Kanondj ian,Directeur des opérations
Tenninaux Montréal Gateways; M. Didier V anal, Directeur général CMA-CGM Montréal; M. Andrew Nation, Directeur des opérations CMA-CGM Montréal ;M. Murray Graves, Directeur de l
'administration Halterm Limited.Finalement,
je tiens absolument à remercier mes amis qui m'ont suppotté tout au long de mesétudes.
lllTABLE DES MATIÈRES
LISTE DES
FIGURES ................................................................................................................ vi
LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................... ix
RÉSUMÉ .................................................................................................................................... xii
INTRODUCTION ........................................................................................................................ l
CHAPITRE I
TRANSPORT INTERMODAL ET TERMINAUX MARITIMES DE
CONTENEURS ................................
............................................................................... 31.1 Transport intern1odal .......................................................................................................... 3
1.2 Transport maritime de conteneurs .............................
......................................................... 71.3 Rôle des terminaux portuaires dans le transport intermodal ............................................ 10
1.4 Organisation physique et équipements d'un terminal maritime de conteneurs ................ 11
1.4.1 Zone d'opérations p01tuaires ........................................................................................ 12
1.4.2 Zone de stockage du terminal ...................................................................................... 16
1.4.3Zone d'opérations terrestres ......................................................................................... 21
1.5 Flux d' infonnations et systèmes de communication et de gestion des terminaux ........... 24
1.6Cheminement d'un conteneur à l'intérieur du terminal ................................................... 26
l. 7 Conclusion .......................................................................... ............................................. 26CHAPITRE II
PROBLÈMES DE PLANIFICATION ET DE GESTION DES TERMINAUX MARITIMES DE CONTENEURS ........................................................................ ....... 272.1 La planification stratégique .............................................................................................. 27
2.2La planification tactique ................................................................................................... 36
2.3La planification opérationnelle ........................................................................................ 46
2.4 Planification en temps réel ...............................................................................................
532.5 Systèmes intelligents dans les ports ................................................................................. 56
2.6Conclusion ....................................................................................................................... 60
lVCHAPITRE III
PROCESSUS D'UN TERMINAL MARITIME DE CONTENEURS ...................................... 613.1 Processus de la zone d'opérations potiuaire du terminal ................................................. 62
3.2Processus de la zone d'opérations terrestre du terminal .................................................. 66
3.3 Processus de la zone de stockage elu tem1 in al.. ................................................................ 73
3.4 Flux d'informations .......................................................................................................... 74
3.5 Conclusion ....................................................................................................................... 77
CHAPITRE IV
ANALYSE
COMPARATIVE DE L'UTILISATION DES SYSTÈMES DE TRANSPORT INTELLIGENTS ENTRE LES PORTS DE LA CÔTE EST CANADIENNE ET LESPORTS DU RESTE DU MONDE ............................................................................................. 78
4.1 Systèmes de transport intelligents ........................................................................
............ 794.2 Méthodologie ...............................
.................................................................................... 814.3 Les systèmes de transpmt intelligents dans les terminaux portuaires de conteneurs ....... 82
4.4 Futurs STI possi
bles ......................................................................................................... 92
4.5 Mise en contexte des ports de la côte Est canadienne
...................................................... 944.6 Les systèmes de transport
intelligents dans les potts de la côte Est canadienne .............. 984.7 Oppottunités
pour les ports de la côte Est canadienne ................................................... 1034.8 Conclusion ..................................................................................................................... l 07
CHAPITRE V
DESIGN D'UN SIMULATEUR DES OPÉRATIONS D'UN TERMINAL MARITIME DECONTENEURS ....................................................................................................................... 1 08
5.1 Simulation de terminaux portuaires de conteneurs et méthodologie générale ............... 108
5.2 Design général du simulateur ......................................................................................... 111
5.3 Niveaux de la simulation ................................................................................................ 1 J 3
5.4 Modèles et sous-modèles du design
d'un simulateur de terminal maritime de conteneurs ............................................................ ................................................................ 113 v5.5 Conclusion ..................................................................................................................... 128
CHAPITRE VI
IMPLANTATION D
'UNE SIMULATION D'UN TERMINAL MARITIME DECONTENEURS ....................................................................................................................... 129
6.1 Objectifs de la simulation .............................................................................................. 129
6.2 Logiciel utilisé ....
........................................................................................................... 130
6.3 Étude de cas pour l'implantation ................................................................................... 132
6.4 Implantation .........................
.......................................................................................... 1346.5 Conclusion
..................................................................................................................... 182
CHAPITRE VII
V ALIDA TION ......................................................................................................................... l 84
7.1 Analyse des données ...................................................................................................... 1 84
7.2 Calibration et va
lidation ................................................................................................. 198
7.3 Conclusion ..................................................................
................................................... 214CHAPITRE VIII
EXPÉRIMENTATIONS .......................................................................................................... 216
8.1 Cadre de référence ......................................................................................................... 216
8.2Premier test: Arrivées simultanées de navires .............................................................. 217
8.3 Deuxième test : Panne majeure d'une grue de quai ....................................................... 224
8.4 Troisième test: Ajout d'une grue de quai ...................................................................... 235
8.5 Conclusion ..................................................................................................................... 245
CONCLUSION ........................................................................................................................ 24 7
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................... 251
RÉFÉRENCES WEBS
............................................................................................................. 257
VlLISTE DES FIGURES
Figure
1.1 Disposition d'un terminal maritime spécialisé dans la manutention de conteneurs.12
Figure 1.2 Grue de quai au Port de Rotterdam ........................................................................
. 13Figures 1.3 a, b. Véhicule guidé automatiquement et système à remorques multiples ............ 14
Figure 1.4 Système de convoyeur à moteur linéaire ................................................................. 15
Figure 1.5 Chariot cavai ier ....................................................................................................... 16
Figure 1.6 a, b. Pont roulant sur pneumatiques et pont roulant sur rails .................................. 18
Figure 1.7 Chariot à prise par le haut et chariot à prise par le haut avec mat télescopique ....... 18
Figure 1.8 Pile de conteneurs .................................................................................................... 20
Figure 1.9 Système d'entreposage et cl 'extraction automatique ................................................ 21
Figure 1.10 Guérite d'un terminal de conteneurs ...................................................................... 22
Figure 3.1 Signification des symboles utilisés dans les diagrammes cie processus ................... 62
Figure 3.2 Processus de déchargement des conteneurs ............................................................. 64
Figure 3.3 Processus de chargement des conteneurs ................................................................. 65
Figure 3.4 Processus d'identification des camionneurs et de traitement des opérations de transport routier ........................................................................ ......................... 68Figure 3.5 Processus de réception des conteneurs par camion .................................................. 69
Figure 3.6 Processus de livraison des conteneurs par camions ................................................. 70
Figure 3.7 Processus de réception des conteneurs par train ...................................................... 7 J
Figure 3.8 Processus de livraison par train ................................................................................ 73
Figure 3.9 Processus de remaniement des conteneurs ............................................................... 74
Figure 4.1 Modèle de traitement des données d'un système de transport intelligent ................ 79
Figure 5.1 Modèle de développement d'un logiciel ................................................................ llO
Figure 5.2 Représentation d'un terminal maritime de conteneurs comme une suite cie files d'attente .......................................................................... .......................................................... 112Figure 5.3 AtTivée des navires ................................................................................................. 114
Figure 5.4 Processus d'allocation des grues de quai ............................................................... 115
Figure 5.5 Processus d'allocation des serveurs pour le déchargement des navires ................. 11 7
Figure 5.6 Processus de déchargement des navires ................................................................. 118
YllFigure 5.7 Processus d'allocation des serveurs pour le chargement des navires ..................... 119
Figure 5.8 Processus de c hargement des navires ..................................................................... 120
Figure 5.9 Processus de déchargement des trains ................................................................... 121
Figure 5.10 Processus de chargement des trains ..................................................................... 123
Figure 5.11 Processus d'allocation des serveurs aux trains ..................................................... 124
Figure 5.12 Processus de déchargement de camions ............................................................... 125
Figure 5.13 Processus de chargement des camions ................................................................. 126
Figure 5.14 Processus de réallocation des serveurs aux navires ............................................. 127
Figure 5.15 Processus de réallocations des serveurs aux trains ............................................... 128
Figure 6.1 Modules de base du logiciel de simulation ARENA ............................................... 131
Figure 6.2 Modèle général de la simulation ............................................................................ 135
Figure 6.3 Sous-modèles de génération des arrivées de navire ............................................... 138
Figure 6.4 Sous-modèle d'allocation des quais ....................................................................... 140
Figure 6.5 Allocation des grues de quai .................................................................................. 141
Figure 6.6 Première étape du processus de réallocation des grues de quai ............................. 143
Figure 6. 7 Sous-modèle " Réallocation des grues de quai 1 » ................................................ 145
Figure 6.8 Modèle général d'allocation des serveurs .............................................................. 14 7
Figure 6.9 Sous-modèle "Allocation des serveurs 2» ............................................................. 149
Figure 6.10 Initialisation de l'allocation des serveurs ............................................................. 151
Figure 6.11 Sous-modèle des grues de quai ............................................................................ 153
Figure 6.12 Déchargement des navires ................................................................................... 154
Figure 6.13 Chargement des navires ....................................................................................... 157
Figure 6.14 Sous-modèle des opérations des serveurs ............................................................ 161
Figure 6.15 Libération du quai et des grues de quai ................................................................ 163
Figure 6.16 Dépa1t des navires ................................................................................................ 164
Figure 6.17 Anivée des trains ................................................................................................. 166
Figure 6.18 Allocation d'une voie ferrée aux trains ................................................................ 167
Figure 6.19 Déchargement des trains ........................................................................
.............. 169Figure 6.20 Chargement des trains ........................................................................
.................. 170Figure 6.21 Libération de la voie ferrée .................................................................................. 171
Figure 6.22 Dépmt des trains ................................................................................................... 172
VlllFigure 6.23 Horaire des camions ............................................................................................. 174
Figure 6.24
Anivée des camions ........................................................................ ..................... 176Figure 6.25
Déchargement des camions .................................................................................. 178
Figure 6.26
Chargement des camions ..................................................................................... 180
Figure 6.27 Départ des camions .............................................................................................. 181
Figure 6.28 Inventaire de la zone de stockage du terminal. .................................................... 182
Figure 7.1
Sous-modèle d'rurivée des navires ajusté pour tester le simulateur avec lesdo1111ées réelles .....................................................................................................
.................... 199Figure 7.2
Productivité réelle et simulé des opérations de déchargement et de chargement des navires...................................................................................................................................... 204
Figure 8.1 Évolution de l'inventaire moyen de la zone de stockage du terminal .................... 222
Figure 8.2 Ajustement au sous-modèle d'opérations des navires ............................................ 225
Figut·e 8.3 Sous-modèle d'opération des grues de quai lorsqu'une grue est en panne ............ 226
Figure 8.4 Sous-modèle de génération des pannes de grues de quai ....................................... 227
Figure 8.5
Temps à quai des navires de la ligne] ................................................................... 230
Figure 8.6 Temps à quai des navires de la ligne 2 ................................................................... 231
Figure 8.7 Évolution de l'inventaire moyen de la zone de stockage du tenninal. ................... 233
Figure 8.8
Sous-modèle d'opération des grues de quai. .......................................................... 235
Figure 8.9 Temps à quai des navires de la ligne !.. ................................................................. 239
Figure 8.10
Temps à quai des navires de la ligne 2 ................................................................. 240
Figure 8.11 Évolution de l'inventaire moyen de la zone de stockage du tenninal... ............... 243
lXLISTE DES TABLEAUX
Tableau 7.1 En·ems carrées moyetmes des distributions pom le temps entre les arrivées de navire de la ligne 1 .................................................................................................................... 18 7
Tableau 7.2 Erreurs carrées moyennes des distributions pour le temps entre les arrivées de navire de laligne2 .................................................................................................................... 187
Tableau 7.3 Fonctions des distributions aléatoires des grues de quai. .................................... 187
Tableau 7.4 Erreurs carrées moyennes des distributions pour le temps de traitement de la grue 1 ........................................................................................................................................ 188
Tableau 7.5 Erreurs carrées moyennes des distributions pour le temps de traitement de la grue 2 ........................................................................................................................................ 188
Tableau 7.6 Eneurs carrées moyennes des distributions pour ................................................ 188
le temps de traitement de la grue 3 ................. .......................................................................... 188 Tableau 7.7 Fonctions des distributions aléatoires pour les plans de chargement des navires.l89 Tableau 7.8 Erreurs carrées des distributions pour le nombre de conteneurs à décharger des navires dela ligne 1 .................................................................................................................. 190
Tableau 7.10 Erreurs canées des distributions pour le nombre de conteneurs à charger sur les navires dela ligne 1 .................................................................................................................. 190
Tableau 7.9 Eneurs carrées des distributions pour le nombre de conteneurs à décharger des navires dela ligne 2 .................................................................................................................. 190
Tableau 7.11 Erreurs carrées des distributions pour le nombre de conteneurs à charger sur les navires de la ligne 2 ........................................................... ....................................................... 190 Tableau 7.12 Minimum, mode et maximum pour une distribution aléatoire triangulaire des temps de travail des serveurs lors du déchargement des navires .............................................. 191 Tableau 7.13 Minimum, mode et maximum pour une distribution aléatoire triangulaire destemps de travail des serveurs lors du chargement des navires ...............................................
.. 192Tableau 7.14 Comparaison des données réelles et des résultats de la simulation pour le temps
de travail des grues de quai et la productivité des opérations de chargement et de déchargement des navires......................................................................................................... 203
x Tableau 7.15 Temps de traitement et plan de chargement moyens des trains pour le premier scénario ..................................................................................................................................... 206
Tableau 7.16 Inventaire moyen des dix rondes de simulation du premier scénario ................ 208
Tableau 7.17 Taux d'utilisation des équipements du terminal... ............................................. 209
Tableau 7.18 Moyenne, variance et écart-type des statistiques des navires de la première ligne pourla simulation d'une année complète d'opérations ................................................... 211
Tableau 7.19 Moyenne, variance et écart-type des statistiques des navires de la deuxième lignepour la simulation d'une a1111ée complète d'opérations ................................................... 211
Tableau 7.20 Temps de traitement et plan de chargement moyens des trains pour la simulation d'une année complète d'opération ... ....................................................................... 213 Tableau 7.21 Inventaire moyen des dix rondes de simulation d'une année complète d'opérations du terminal........................................................................................................... 2 13
Tableau 7.22 Taux d'utilisation des équipements du terminal. ............................................... 214
Tableau 8.1 Comparaison entre les données réelles, les données obtenues de la simulation des opérations du terminal et les données obtenues de la simulation des opérations duterminal avec des retards de navires qui causent des arrivées simultanées .............................. 219
Tableau 8.2 Temps de traitement et plan de chargement moyens des trains pour dix rondes simulation avec arrivées simultanées de navires ...................................................................... 221
Tableau 8.3 Inventaire moyen de la zone de stockage du terminal. ........................................ 221
Tableau 8.4 Taux d'utilisation des équipements du terminal. ................................................. 223
Tableau 8.5 Comparaison entre les données réelles, les données obtenues de la simulation des opérations elu tenninal et les données obtenues de la simulation des opérations du tenninal avec une panne majeure d' une grue de quai .............................................................. 229 Tableau 8.6 Temps de traitement et plan de chargement moyens des trains pour dix rondes simulation avec panned'une grue de quai ............................................................................... 232
Tableau 8.7 Inventaire moyen de la zone de stockage du terminal. ........................................ 232
Tableau 8.8 Taux cl 'utilisation des équipements du terminal. ................................................. 234
Tableau 8.9 Comparaison entre les données réelles, les données obtenues de la simulation des opérations du tenninal et les données obtenues de la simulation des opérations du terminal avec l'ajout d'une grue de quai supplémentaire ......................................................... 237
Xl Tableau 8.10 Temps de traitement et plan de chargement moyens des trains pour elix rondes simulation avec une grue de quai supplémentaire .......................................... : ......................... 241
Tableau 8.11 Inventaire moyen de la zone de stockage elu terminal. ...................................... 242
Tableau 8.12 Taux d'utilisation des équipements du tenninal... ............................................. 244
XllRÉSUMÉ
Perçus pendant longtemps comme faisant parti d'un secteur d'activité économique archaïque,
les terminaux po1tuaires de conteneurs constituent un maillon important et méconnue de plusieurs chaînes de transport intermodal. La croissance rapide des volumes de conteneurs manutentionnés dans ces terminaux a pour conséquence d'entraîner une congestion de ceux ci et, par le fait même, une perturbation des réseaux d'approvisionnements de plusieurs entreprises.En conséquence, l
'objectif de ce mémoire peut être divisé en deux temps. Dans un premier temps, la première pa1tie de ce mémoire vise à comprendre le fonctionnement et les problématiques liées à la gestion des terminaux p01tuaires de conteneurs. Pour ce faire, une revue de la littératme liée à la planification et la gestion des terminaux portuaires de conteneurs est effectuée, ainsi qu'une étude des processus de ces terminaux. Dans un second temps, ce mémoire vise à proposer des pistes de solutions afin de faciliter la transition des conteneurs dans ces terminaux.La principale piste de solution identifiée est
l'application des systèmes de transport intelligents aux tem1inaux portuair es de conteneurs.Dans ce sen
s, une étude comparative de 1 'utilisation des systèmes de transport intelligents entre les ports de la côte est canadiem1e et les ports du reste du monde est présentée. Ensuite,une première version d ·un simulateur des opérations d ·un terminal portuaire de conteneurs
est développée, afin d'être utilisée comme outil d'analyse pour mesurer l'impact d'unequotesdbs_dbs8.pdfusesText_14[PDF] simulation de flux de production excel
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